Lexikon

Antriebssysteme

In der Technik wird mit Antrieb die konstruktive Einheit bezeichnet, die eine Energieumformung mittels einer Maschine antreibt. Öfters ist es ein Motor mit dem notwendigen Getriebe. Es gibt Drehantriebe und Linearantriebe.

Brunnenpumpen

Unterwassermotorpumpen haben sich an wassergefüllten Unterwassermotoren entwickelt. Die wassergefüllten Unterwassermotoren wurden 1928 von Herrn F.W. Pleuger entwickelt. Im selben Jahr wurden die Pleuger-Unterwasserpumpen erstmals beim Bau der Berliner U-Bahn zur Grundwasserabsenkung eingesetzt. Im weiteren Verlauf wurden durch das Unternehmen Pleuger viele weitere bahnbrechende Entwicklungen vorangetrieben. Aus diesem Grunde spricht man auch heute noch von „Pleuger-Pumpen“ wenn Unterwassermotorpumpen gemeint sind.

Unterwasserpumpen eignen sich für die:

• Trinkwasserversorgung
• Wasserversorgung in Molkereien, Brauereien und für Mineralwasserabfüller
• Hauswasserversorgung
• Grundwasserwärmepumpenanlagen
• Beregnungsanlagen in Gartenbau, Land- und Forstwirtschaft
• Springbrunnenanlagen, auch für horizontalen Einbau
• Druckerhöhungsanlagen mit Pumpe im Druckmantel
• Wasserhaltung in Tief- und Bergbau
• Wasserversorgung von industriellen Kühlkreisläufen

Brushlessmotoren (Gleichstrommaschine)

Unter einer Gleichstrommaschine versteht man einen Elektromotor, der mit Gleichstrom betrieben wird, oder einen Generator, der umgekehrt mechanische Energie in Wechselspannung wandelt und anschließend gleichrichtet. In einigen Anwendungsfällen kann ein Gerät auch beide Funktionen erfüllen.

Direktantriebe

Direktantriebe sind Antriebe, bei denen die elektrische Maschine und die Arbeitsmaschine direkt verbunden sind. Der Motor wird so ausgelegt, dass er direkt die Drehzahl der Arbeitsmaschine hat, auf ein Getriebe wird verzichtet.

Typische Beispiele für Direktantriebe sind stationäre Schleifmaschinen, Lüfter, Wasserpumpen, Linearantriebe und Torquemotoren.

Einbaumotoren

Beim Einbaumotor werden die aktiven Motorenteile Stator mit Wicklung und Rotor mit Welle in das Kundengehäuse oder Maschinenteil eingebaut.

Elektromotoren

Elektromotoren sind elektromechanische Wandler, die elektrische Energie in mechanische Energie wandeln. In Elektromotoren wird die Kraft, die von einem Magnetfeld auf die stromdurchflossenen Leiter einer Spule ausgeübt wird, in Bewegung umgesetzt. Damit sind Elektromotoren das Gegenstück zum Generator. Elektromotoren erzeugen meist rotierende Bewegungen, sie können aber auch translatorische Bewegungen ausführen. Elektromotoren werden zum Antrieb verschiedener Arbeitsmaschinen und Fahrzeuge eingesetzt.

Freiprogrammierbare Direktantriebe

Synchron-Servomotoren, Torquemotoren, Linearmotoren. Diese werden über einen elektronischen Regler betrieben. Dadurch kann die Drehzahl, das Drehmoment oder die Position frei ausgewählt werden.

Frequenzumrichter

sind Geräte auf Basis leistungselektronischer Halbleiterbauelemente, die im Schaltbetrieb, d. h. nur im Durchlasszustand oder im Sperrzustand, arbeiten. Sie haben speziell in drehzahlstellbaren Drehstromantriebssystemen die Aufgabe, aus einer ein- oder dreiphasigen Netz-Wechselspannung konstanter Frequenz und Amplitude eine in der Regel dreiphasige Spannung veränderlicher Frequenz und Spannungsamplitude zur Speisung des Drehstrommotors zu erzeugen. Früher wurden Netze unterschiedlicher Frequenz über rotierende Frequenzumformer gekoppelt. Allerdings werden in Bahnstromumformerwerken immer noch mechanische Anlagen verwendet.

Getriebemotoren

Ein Getriebemotor ist eine Verbindung aus einem Motor (meist einem Elektromotor) und einem Getriebe. Es sorgt dafür, dass sich die Abtriebswelle in den meisten Fällen mit geringerer Geschwindigkeit, aber erheblich höherem Drehmoment als diejenige des Motors dreht.

Linearmotor

Dem Prinzip nach lässt sich jede von den rotatorischen Elektromotoren her bekannte Motorart in gestreckter Anordnung auch als Linearmotor realisieren. In der üblichen Ausführung als Synchronmotor oder als Asynchronmotor besteht ein Linearmotor aus nur zwei Teilen; einem Wicklungspaket und einem Sekundärteil. Magnetbetriebene Linearmotoren gibt es in flacher und zylindrischer Ausführung, luft- und wassergekühlt und mit unterschiedlichen Führungssystemen. Es sind Antriebsmittel für die translatorische Direktantriebstechnik. Sie ermöglichen die unmittelbare, verschleiß- und schwingungsarme Krafteinspeisung in längs bewegliche Maschinenteile ohne vorherige Umwandlung aus einem rotierenden Bewegungsablauf.

Motorgeometrie

In der Motorgeometrie werden die wichtigsten geometrischen Eigenschaften und Abmessungen der klassischen Motoren dargestellt.

Motorparameter

Durch Optimierung verschiedener Motorparameter werden Leistung und Drehmoment um bis zu 30 % erhöht, Zuverlässigkeit und Fahrbarkeit bleiben unverändert.

Pumpen

Mit einer Pumpe werden Flüssigkeiten, Gase oder Gemische gefördert. Die Antriebsarbeit in die Bewegungsenergie des Mediums wird dafür umgewandelt. Pumpen gehören danach zu den Fluidenergiemaschinen.

Sägemotor

Sägemotoren sind Maschinen, die mittels Elektromotoren kreisrunde Sägeblätter antreiben. Der Sägeblattdurchmesser kann von etwa 20 cm bis ca. 500 cm reichen.

Scheibenläufermotoren

Ein Scheibenläufermotor ist ein Elektromotor, dessen Rotor die Form einer Scheibe hat (daher ist der Scheibenläufermotor im Englischen auch als „pancake motor” bekannt). Bei der bekanntesten Bauform werden die stromdurchflossenen Wicklungen im Gehäuse angebracht. Scheibenläufer sind an der für andere Elektromotoren unüblichen Bauform (der Durchmesser ist größer als die Länge) leicht zu erkennen.

Schnellläufermotoren

Schnellläufer laufen deutlich schneller als Normmotoren. Es gibt Motoren, die über 100.000 min-1 erreichen, zum Beispiel beim Einsatz in elektrischen Turboladern. Dies wird erzielt durch eine Speisung mit Frequenzumrichtern mit einer Speisefrequenz von mehreren Hundert Hz bis über 1000 Hz. Der Motor ist kleiner gegenüber einem Normmotor mit gleicher Leistung. Die umlaufenden Teile müssen teils erhebliche Radialbeschleunigungen (Fliehkraft) aushalten.

Weitere Beispiele

• Spindelantrieb für Textilmaschinen: direkt in die Spindel integriert, hochdynamisch
• Motorspindel bei Werkzeugmaschinen
• Turbopumpe (Vakuumpumpe): 1 kW, 39.000 min-1
• Elektrischer Turbolader: Drehzahl 130.000 min-1

Servoumrichter/Servoantriebe

Servoantriebe beinhalten einen Servomotor, den Servoumrichter mit Leistungselektronik und Regelung sowie ggf. Getriebe zur Drehzahlanpassung oder zur Umsetzung der Drehbewegung in eine Linearbewegung. Der Servoumrichter versorgt den Servomotor mit Strom. Dazu enthält der Servoumrichter neben der Leistungselektronik eine hochdynamische Regelung für Strom, Geschwindigkeit und Position. Daneben gehören eine Auswerteelektronik für den Lagegeber des Motors sowie eine Schnittstelle zur Kommunikation mit der Maschinensteuerung zum Servoumrichter.

Spindelantriebe

Spindelmotoren sind umrichtergesteuerte Drehstrom-Asynchronmotoren oder Synchronmotoren für den Antrieb von Werkzeugmaschinenspindeln für Schleif-, Fräs- und Gravieraufgaben sowie Anwendungen der Bohrautomation. Als Spindelmotoren werden aber auch die Antriebselemente für Linearaktuatoren bezeichnet. In Synchronmotor- oder Schrittmotorausführung dienen sie hier in Verbindung mit einer integrierten Gewindespindel der direkten Umsetzung von Rotations- in Translationsbewegungen.

Synchronmotoren

Ein Synchronmotor ist eine Synchronmaschine im Motorbetrieb, bei der ein konstant magnetisierter Läufer (Rotor) synchron von einem bewegten magnetischen Drehfeld im umgebenden Stator mitgenommen wird. Der laufende Synchronmotor hat eine zur Wechselspannung synchrone Bewegung – die Drehzahl ist also über die Polpaarzahl mit der Frequenz der Wechselspannung verknüpft.

Synchronscheibenläufer

siehe Scheibenläufermotor.

Torquemotor

Torquemotoren sind rotatorische Antriebselemente für die Direktantriebstechnik. In modernen Ausführungen handelt es sich dabei um bürstenlose Synchronmotoren mit hochpoliger Permanentmagneterregung in Innen- oder Außenläuferausführung. Sie dienen insbesondere im Bereich der Werkzeugmaschinenbranche als Ersatz für hydraulische und herkömmliche elektrische Antriebsstrukturen bestehend aus Elektromotor und einer Getriebeeinheit. Sie sind für große Drehmomente (bis zu einigen 1000 Newtonmeter, Nm) und niedrige Drehzahlen ausgelegt und ihr mechanisches Konzept ist so beschaffen, dass sie konstruktiv leicht in die anzutreibenden Mechanismen und Maschinen integrierbar sind.

Trommelmotoren

Trommelmotoren sind moderne Antriebe, die Getriebemotor und Antriebstrommel in einer festen Einheit verbinden. Entwickelt wurden Trommelmotoren als Antrieb für Gurtförderer. Durch ständige Weiterentwicklung und Einsatz modernster Materialien werden Trommelmotoren auch für ganz andere Anwendungsfälle eingesetzt. Generell kann überall dort, wo zurzeit noch eine Trommel mit einem externen Getriebemotor angetrieben wird, auch ein Trommelmotor eingesetzt werden.

Wassergekühlte Motoren

Elektromotoren werden traditionell mit Luft gekühlt. Bei sehr großen Maschinen kommt die Flüssigkeitskühlung bereits seit geraumer Zeit zur Anwendung. Aber auch im unteren Leistungsbereich (<50KW) kann die Flüssigkeitskühlung große Vorteile bringen.

Die Verlustwärme des Motors wird durch das Kühlmedium abtransportiert und belastet damit die unmittelbare Umgebung nicht. Dies ist von großem Vorteil besonders bei:

• Präzisionsmaschinen
• ungünstigen Einbauverhältnissen (keine Luftzirkulation)
• hoher Umgebungstemperatur
• klimatisierten Räumen

Werkzeugwechsler

Ein Werkzeugwechsler in einem Bearbeitungszentrum ist eine mechanische Einrichtung zum automatischen Einwechseln von Werkzeugen oder prozessbedingten Hilfsmitteln. Mit dem Werkzeugwechsler werden Werkzeuge aus den Werkzeugmagazinen in die Bearbeitungsspindel und umgekehrt gewechselt. Der Wechselvorgang erfolgt mit Einfach- oder Doppelgreifern oder aus dem Magazin in die Spindel (Pick-up-Wechsler). Ein Maß für die Schnelligkeit des Werkzeugwechslers ist die Werkzeugwechselzeit.